RU2381888C2 - Heat control device of working accuracy of details - Google Patents
Heat control device of working accuracy of details Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381888C2 RU2381888C2 RU2008104457/02A RU2008104457A RU2381888C2 RU 2381888 C2 RU2381888 C2 RU 2381888C2 RU 2008104457/02 A RU2008104457/02 A RU 2008104457/02A RU 2008104457 A RU2008104457 A RU 2008104457A RU 2381888 C2 RU2381888 C2 RU 2381888C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- computer
- input
- output
- cutter
- block
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области станкостроения, в частности к средствам активного контроля обработки детали в реальном времени на оборудовании с ЧПУ. В процессе резания происходит температурная деформация самого инструмента и детали. Вследствие этого появляется температурная погрешность. Оценка этой возмущающей величины является важной задачей, от решения которой зависит повышение точности технологического процесса.The invention relates to the field of machine tools, in particular to means of active control of part processing in real time on CNC equipment. In the process of cutting, the temperature deformation of the tool itself and the part occurs. As a result, a temperature error appears. Evaluation of this disturbing quantity is an important task, the solution of which depends on increasing the accuracy of the process.
Известен способ управления токарной обработкой по тепловизионному изображению сходящей с резца стружки [1].A known method of controlling turning on a thermal image of a chip coming off a cutter [1].
Недостатком способа являются низкая точность определения параметров схода стружки и ограниченные технологические возможности. С помощью тепловизора измеряются только параметры стружки. Остальные параметры, например расширение резца и детали, в зависимости от температурных деформаций не контролируются. Другой недостаток заключается в том, что информация от тепловизора передается в компьютер через адаптер тепловизионного ввода 4, выполняющий функцию преобразования теплограммы в цифровой сигнал. Не указано, каким образом происходит компенсация температурной деформации с помощью тепловизора.The disadvantage of this method is the low accuracy of determining the parameters of the chip flow and limited technological capabilities. Using a thermal imager, only chip parameters are measured. Other parameters, for example, the expansion of the cutter and the part, are not controlled depending on temperature deformations. Another disadvantage is that the information from the thermal imager is transmitted to the computer through the adapter of thermal imaging input 4, which performs the function of converting the thermogram to a digital signal. It is not indicated how the temperature deformation is compensated using a thermal imager.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство высокоточной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, содержащее резец, блок усиления сигнала, датчик температуры, при этом оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, блоком подачи смазочно-охлаждающей жидкости и компьютером, причем датчик температуры встроен в резец и соединен через аналого-цифровой преобразователь с входом компьютера, выход которого через блок усиления сигнала соединен с блоком подачи смазочно-охлаждающей жидкости [2].Closest to the invention in technical essence is a device for precision machining of parts on CNC equipment, containing a cutter, a signal amplification unit, a temperature sensor, while it is equipped with an analog-to-digital converter, a lubricant-coolant supply unit and a computer, the temperature sensor being integrated into the cutter and is connected through an analog-to-digital converter to the computer input, the output of which is connected through the signal amplification unit to the lubricant-coolant supply unit [2].
Недостатками этого устройства являются сложность конструкции резца и то, что для работы устройства необходим АЦП 2, использующийся для преобразования аналогового сигнала в цифровой, что усложняет конструкцию устройства.The disadvantages of this device are the complexity of the design of the cutter and the fact that the device requires ADC 2, which is used to convert an analog signal to digital, which complicates the design of the device.
Технической задачей изобретения является компенсация температурных погрешностей с целью обеспечения высокой точности обработки деталей на оборудовании с ЧПУ и упрощение конструкции устройства.An object of the invention is the compensation of temperature errors in order to ensure high precision machining of parts on CNC equipment and simplifying the design of the device.
Поставленная задача решается тем, что в устройство теплового контроля точности обработки детали, содержащее режущий инструмент (резец), блок усиления сигнала, исполнительные механизмы, деталь, блок подачи смазочно-охлаждающей жидкости и компьютер, вводится тепловизор с цифровым выходом. Компьютер позволяет определять разность между заданным значением температуры и значением температуры резца, поступающим от тепловизора в реальном времени.The problem is solved in that a thermal imager with a digital output is introduced into the device for thermal control of the accuracy of processing a part containing a cutting tool (cutter), a signal amplification unit, actuators, a part, a lubricant-cooling fluid supply unit and a computer. The computer allows you to determine the difference between the set temperature value and the temperature value of the cutter coming from the thermal imager in real time.
Цифровой выход тепловизора связан с входом компьютера. Выход компьютера подключен к входу блока усиления сигнала. Выход блока усиления сигнала соединен с входами исполнительных механизмов, выходы которых соединены с входами резца и задней бабки, а также с входом блока подачи смазочно-охлаждающей жидкости. Использование этих связей в устройстве позволит компенсировать температурные погрешности, возникающие при резании температурной деформации ΔT, то есть в зависимости от значения разности между заданным значением t0 и значением температуры резца t, полученной с тепловизора с цифровым выходом, изменяется пространственное расположение задней бабки на величину ΔT и тем самым обеспечивается высокая точность обрабатываемых поверхностей деталей на оборудовании с ЧПУ.The digital output of the thermal imager is connected to the input of the computer. The output of the computer is connected to the input of the signal amplification unit. The output of the signal amplification unit is connected to the inputs of the actuators, the outputs of which are connected to the inputs of the cutter and tailstock, as well as to the input of the cutting fluid supply unit. Using these connections in the device will allow you to compensate for temperature errors that occur when cutting the temperature strain ΔT, that is, depending on the difference between the set value t 0 and the temperature value of the cutter t obtained from the thermal imager with digital output, the spatial location of the tailstock changes by ΔT and thereby ensures high precision machined surfaces of parts on CNC equipment.
На чертеже приведена схема устройства теплового контроля точности обработки детали.The drawing shows a diagram of a device for thermal control of the accuracy of processing parts.
Устройство теплового контроля точности обработки детали содержит: тепловизор с цифровым выходом 1, компьютер 2, блок усиления сигнала 3, исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ 4 и 5, резец 6, передняя бабка 7, задняя бабка 8, деталь 9 и блок подачи смазочно-охлаждающей жидкости 10.A device for thermal control of the accuracy of processing a part contains: a thermal imager with digital output 1, computer 2, a signal amplification unit 3, actuators of CNC equipment 4 and 5, a cutter 6, a headstock 7, a tailstock 8, a part 9, and a lubricant-cooling supply unit liquids 10.
Связи в устройстве теплового контроля точности обработки детали расположены в следующем порядке: температурная деформация ΔT резца 7 контролирует тепловизор 1, который подключен к входу компьютера 2. Выход компьютера 2 подключен к входу блока усиления сигнала 3. Выход блока усиления сигнала 3 подключен к входу блока управления подачи смазочно-охлаждающей жидкости 10, а также соединен с входами исполнительных механизмов 4 и 5, при этом выход исполнительного механизма 4 соединен с резцом 6, а выход исполнительного механизма 5 подключен к задней бабке станка 8. Деталь 9 закреплена в центрах передней бабки 7 и задней бабки 8.The connections in the thermal control device for the accuracy of processing the parts are arranged in the following order: the temperature deformation ΔT of the cutter 7 controls the thermal imager 1, which is connected to the input of the computer 2. The output of the computer 2 is connected to the input of the signal amplification unit 3. The output of the signal amplification unit 3 is connected to the input of the control unit supply of cutting fluid 10, and is also connected to the inputs of the actuators 4 and 5, while the output of the actuator 4 is connected to the cutter 6, and the output of the actuator 5 is connected to the rear the abke of the machine 8. Part 9 is fixed in the centers of the front headstock 7 and tailstock 8.
Осуществление работы устройства производилось на примере центровой токарной обработки поверхностей детали на оборудовании с ЧПУ. Устройство теплового контроля точности обработки детали работает следующим образом.Implementation of the operation of the device was carried out using the example of center turning of the surfaces of a part using CNC equipment. The device for thermal control of the accuracy of the workpiece is as follows.
С момента включения вращения детали 9 при прохождении резца 6 по ее поверхности возникают температурные погрешности, вследствие действия которых ухудшается качество обработанной поверхности, то есть может появиться бочкообразность, седлообразность или конусность детали.From the moment of turning on the rotation of the part 9, when the cutter 6 passes along its surface, temperature errors occur, due to which the quality of the treated surface worsens, that is, barrel-like, saddle-like, or tapering of the part may appear.
Температурная погрешность технологической системы станок-приспособление-инструмент-деталь ΔT при прохождении резца по поверхности детали определяется по формулеThe temperature error of the technological system machine-tool-tool-tool-part ΔT when the cutter passes along the surface of the part is determined by the formula
где l - линейный размер поверхности обрабатываемой детали; αt - температурный коэффициент линейного расширения, зависящий от материала обрабатываемой детали; t-t0 - разность температур между заданным значением t0 и значением температуры резца t, полученной с тепловизора с цифровым выходом (t0 - задается в компьютере 2 до обработки детали 9; параметр t - поступает на компьютер 2 от тепловизора с цифровым выходом 1 во время обработки детали на оборудовании с ЧПУ).where l is the linear surface size of the workpiece; α t is the temperature coefficient of linear expansion, depending on the material of the workpiece; tt 0 is the temperature difference between the set value t 0 and the temperature value of the cutter t obtained from the thermal imager with digital output (t 0 - is set in computer 2 before processing part 9; parameter t - is transmitted to computer 2 from the thermal imager with digital output 1 during processing parts on CNC equipment).
Цифровой сигнал значения температуры t0 задается в компьютере 2 до начала обработки детали на оборудовании с ЧПУ. Его значение определяется при расчете режимов резания в процессе обработки детали. Цифровой сигнал текущего значения температуры t с тепловизора 1 поступает на вход компьютера 2. В компьютере 2 определяется разность между заданным значением t0 и значением температуры резца t, полученной с тепловизора с цифровым выходом, ΔT по формуле (1). Если разность ΔT не превышает допустимое значение, то процесс обработки продолжается. Если значение ΔT превышает допустимое, то необходимо с помощью исполнительного механизма 5 переместить заднюю бабку 8 на величину ΔT. Для этого с выхода компьютера 2 подается управляющий сигнал на блок усиления 3 для пропорционального усиления и передачи его на вход исполнительного механизма 5 с целью смещения задней бабки 8 на величину ΔT. Следовательно, производится коррекция температурного расширения резца на величину погрешности ΔT. То есть производится компенсация температурной деформации резца в режиме реального времени.The digital signal of the temperature value t 0 is set in computer 2 before processing the part on the CNC equipment. Its value is determined when calculating the cutting conditions during the processing of the part. The digital signal of the current temperature value t from the thermal imager 1 is fed to the input of computer 2. In computer 2, the difference between the set value t 0 and the temperature value of the cutter t obtained from the thermal imager with digital output ΔT is determined by formula (1). If the difference ΔT does not exceed the allowable value, then the processing continues. If the value of ΔT exceeds the permissible, it is necessary using the actuator 5 to move the tailstock 8 by the value of ΔT. To do this, from the output of computer 2, a control signal is supplied to the amplification unit 3 for proportional amplification and its transmission to the input of the actuator 5 with the aim of shifting the tailstock 8 by ΔT. Therefore, the correction of the thermal expansion of the cutter is made by the error ΔT. That is, the temperature deformation of the cutter is compensated in real time.
Таким образом, предлагаемое устройство теплового контроля точности обработки детали позволит при максимальном быстродействии осуществить тепловой контроль обрабатываемых на оборудовании с ЧПУ деталей в реальном времени с целью повышения их точности.Thus, the proposed device for thermal control of the accuracy of processing parts will allow at maximum speed to carry out thermal control of parts processed on equipment with CNC in real time in order to increase their accuracy.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ №2243860, кл. В23В 1/00, 2005 (аналог).1. RF patent No. 2243860, cl. B23B 1/00, 2005 (analogue).
2. Патент РФ №2280540, кл. В23В 25/06, 2006 (прототип).2. RF patent No. 2280540, cl. B23B 25/06, 2006 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008104457/02A RU2381888C2 (en) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | Heat control device of working accuracy of details |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008104457/02A RU2381888C2 (en) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | Heat control device of working accuracy of details |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008104457A RU2008104457A (en) | 2009-08-10 |
| RU2381888C2 true RU2381888C2 (en) | 2010-02-20 |
Family
ID=41049182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008104457/02A RU2381888C2 (en) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | Heat control device of working accuracy of details |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2381888C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2452595C2 (en) * | 2010-07-08 | 2012-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Method of machining precision at cnc lathes |
| RU2465115C2 (en) * | 2010-08-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Nc lathe cutting speed control device |
| RU2465116C2 (en) * | 2010-08-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Nc lathe cutting stabiliser |
| RU2486992C2 (en) * | 2011-09-30 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method and device of cutting tool cooling for increase in machining precision at nc machine tools |
| RU2516123C1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method for position adjustment of moving machine members in course of processing |
| RU2605399C2 (en) * | 2011-03-24 | 2016-12-20 | Эрвин Юнкер Машиненфабрик Гмбх | Grinding machine with grinding spindle unit rotary support and method of grinding spindle rotation in grinding machine |
| RU2677443C2 (en) * | 2017-06-15 | 2019-01-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" | Device of high-precision processing of details on lathe tools with numerical program control |
-
2008
- 2008-02-05 RU RU2008104457/02A patent/RU2381888C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2452595C2 (en) * | 2010-07-08 | 2012-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Method of machining precision at cnc lathes |
| RU2465115C2 (en) * | 2010-08-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Nc lathe cutting speed control device |
| RU2465116C2 (en) * | 2010-08-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Nc lathe cutting stabiliser |
| RU2605399C2 (en) * | 2011-03-24 | 2016-12-20 | Эрвин Юнкер Машиненфабрик Гмбх | Grinding machine with grinding spindle unit rotary support and method of grinding spindle rotation in grinding machine |
| RU2486992C2 (en) * | 2011-09-30 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method and device of cutting tool cooling for increase in machining precision at nc machine tools |
| RU2516123C1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method for position adjustment of moving machine members in course of processing |
| RU2677443C2 (en) * | 2017-06-15 | 2019-01-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" | Device of high-precision processing of details on lathe tools with numerical program control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008104457A (en) | 2009-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2381888C2 (en) | Heat control device of working accuracy of details | |
| RU2280540C1 (en) | Part high-accuracy working apparatus in nc machine tools | |
| US5779405A (en) | Thermal displacement correcting apparatus for machine tool | |
| CN101799676B (en) | Machine tool | |
| RU2379169C2 (en) | Method and device for accuracy control of details treatment | |
| CN107580535A (en) | Method for running gear cutting machine | |
| RU2288809C1 (en) | Part working accuracy control apparatus | |
| JPH09253979A (en) | Tool edge position measuring device | |
| US20230347463A1 (en) | Control device, industrial machine, and control method | |
| Nekrasov et al. | Entering the operative correction machining processes CNC | |
| JP6168396B2 (en) | Machine Tools | |
| RU2288808C2 (en) | Part working accuracy control device in high-accuracy nc equipment | |
| KR101546617B1 (en) | Device and method for thermal displacemnet correction of spindle for machine tool | |
| JP2006116654A (en) | Thermal deformation correction method and thermal deformation correcting device of nc machine tool | |
| RU2677443C2 (en) | Device of high-precision processing of details on lathe tools with numerical program control | |
| JPH05318287A (en) | Super-precision working machine | |
| RU78713U1 (en) | TURNING DEVICE | |
| RU2325247C2 (en) | Device for prediction of quality of part surfaces processed at cnc equipment | |
| JPH05318283A (en) | Tool deflection correcting system | |
| RU2452595C2 (en) | Method of machining precision at cnc lathes | |
| RU86126U1 (en) | TURNING DEVICE | |
| JPH03111148A (en) | Machine tool | |
| JP2713584B2 (en) | Machine tool dimensional control method | |
| KR100975008B1 (en) | Compensating method for thermal deformation of Automatic lathe | |
| KR102595030B1 (en) | Workpiece Processing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100206 |